INTRODUCCION A LAS ENERGIA NUCLEAR Y SUS REACCIONES

Además de las radiaciones cósmicas que desde el exterior llegan a la Tierra, nos encontramos que aquí mismo existen materiales que, de manera natural, emiten radiaciones. Esto nos lleva a un cuarto tipo de cambio en los materiales: Las Reacciones Nucleares.

En las rocas, suelos y cuerpos de agua se encuentran minerales que están constituidos por elementos químicos que emiten radiactividad. Todos estos elementos, al emitir radiaciones, se van transformando en otros que pueden ser también radiactivos.

Los científicos han llegado al convencimiento de que existe una fuerza inmensa que no hace posible la repulsión de los protones y los mantiene unidos; a esta fuerza le han asignado el nombre de energía nuclear. Los procesos de fisión y fusión nuclear demuestran su existencia.

Al hablar del núcleo del átomo se dijo que la carga de electricidad positiva de los protones está equilibrada por la carga negativa de los electrones que giran a su alrededor a cierta distancia; eso es muy comprensible y está de acuerdo con el modelo que hemos aprendido acerca de la naturaleza eléctrica de la materia. Hay algo que resulta difícil de entender, es el hecho de que los protones se encuentren reunidos en un espacio extraordinariamente pequeño y aparentemente no se rechacen entre sí, como ocurre entre cargas iguales. Hay una fuerza increíblemente grande, poderosa, que mantiene unidos a esos protones, es la energía nuclear.
Las Reacciones Nucleares son aquellas donde se altera la composición de los núcleos atómicos liberándose enormes cantidades de energía.

Características de las reacciones nucleares

•  Las reacciones nucleares son producidas por partículas nucleares.

•  Las reacciones nucleares causan transmutación de los elementos, conversión de un átomo a otro.

•  Las reacciones nucleares ocurren con cambios de energía que superan a las de las reacciones químicas.

•  Las reacciones nucleares son independientes de las condiciones ambientales.

•  La reactividad nuclear de un elemento es independiente de la forma en que se halle, bien sea libre o formando compuestos.

Las reacciones nucleares pueden ser endotérmicas o exotérmicas, atendiendo a si precisan energía para producirse o a si la desprenden respectivamente.

Fuerzas nucleares 

Como ya sabes, entre cargas eléctricas del mismo signo existen fuerzas eléctricas de repulsión. Si esto es así, ¿cómo es posible que los protones permanezcan unidos en un volumen tan reducido como el que tiene el núcleo?

Los protones y los neutrones se mantienen unidos en los núcleos debido a la acción de otro tipo de fuerzas distinto de las fuerzas eléctricas y de las fuerzas gravitatorias. Estas fuerzas, a las que llamaremos fuerzas nucleares, son de atracción y mucho más intensas que las fuerzas eléctricas.

Las fuerzas nucleares son de corto alcance, ya que se anulan cuando las distancias son superiores a unos pocos femtómetros (1 femtómetro =metros). A partir de esta distancia predominarán las fuerzas eléctricas, que tenderán a separar a los protones.

 

Estabilidad nuclear 
 

Según la proporción entre protones y neutrones de un núcleo, éste es estable o no. Actualmente se conocen más de 300 núcleos estables. La radiactividad tiene su origen en la estabilidad nuclear. Si el núcleo es estable, el elemento no es radiactivo; pero cuando la relación entre los componentes del núcleo no es la adecuada, éste emite partículas y radiaciones electromagnéticas hasta alcanzar la estabilidad.
Se llaman isótopos radiactivos o radioisótopos todos aquellos isótopos que emiten radiaciones. Muchos elementos químicos tienen isótopos radiactivos cuyos núcleos emiten radiaciones y partículas de forma espontánea, a la vez que se transforman en núcleos de otros elementos. Así, por ejemplo, uno de los isótopos del carbono, el carbono- 14, es radiactivo y se transforma, espontáneamente, en un núcleo de nitrógeno.

Es posible conseguir que un núcleo estable se transforme en un radioisótopo. Si a un núcleo estable llega una partícula con suficiente energía, el núcleo puede desestabilizarse y volverse radiactivo para recuperar la estabilidad. Cuando esto sucede, se habla de radiactividad artificial, en oposición a la radiactividad espontánea o radiactividad natural.